一个新的 CPU 架构会对上层产生多大的影响？

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现在都流行什么 AI 芯片，神经网络处理，或者新的架构比如 RiscV 等，这种新的 CPU 诞生，会产生什么样的影响呢？

软件层面我认为影响不大，怎么说呢，因为编译器和操作系统都适配好了。那么上层应用只要通过编译器重新编译打包一下就好了，源代码都不用改。
AI 芯片呢，可能会多加一些并行计算库的支持，应用层代码改动也不大。

倒是会对原有的硬件产业产生影响，比如接口重新设计，板卡要重新打造

CPU

架构

上层

产生

27 replies • 2021-09-02 18:09:18 +08:00

tcfenix

Aug 27, 2021

那种新?是英特尔除了 12 13 14 代那种新?英特尔自己会做向前兼容, 没啥影响

要是 x64 arm 那种新, 那就更加没影响了, 反正不兼容....没人理咯

James369

Aug 27, 2021

@tcfenix 恩，就好比前不久苹果 M1 出来，好像要翻天了似的

billlee

Aug 27, 2021

怎么就没影响了
amd64 普及多少年了还有很多软件只有 i386 的二进制提供。intel 和 amd 的虚拟化就需要分别写两套实现。mac 换 arm 直接把 bootcamp 和虚拟机干没了。以前的游戏主机多平台移植基本上和重写差不多。

secondwtq

Aug 27, 2021

你指的是 ISA 还是 uArch ？

Huelse

Aug 28, 2021

影响是有，但好在现在 ARM 、RISC-V 等架构都是精简指令集

LeeReamond

Aug 28, 2021

我也很疑惑，理论上这是编译器需要干的适配，然而微软特意提到开发者需要做大小核优化...我好奇是 C 语言里有指定大小核的指令还是汇编里有指定大小核的指令，感觉都没有啊

JerryCha

Aug 28, 2021

按我理解，你不走歪门邪道、API 调用跟随官方规范的话，影响可能比较小。

neoblackcap

Aug 28, 2021

@LeeReamond NUMA 呗，系统是有对应的 API 提供的。调用不同的 API，运算当然是不一样。还有就是 SIMD 指令，小核可能是没有，或者弱化

icyalala

Aug 28, 2021

@neoblackcap Intel 这次就是因为小核不支持 AVX-512，所以把大核的也给禁了。。

misdake

Aug 28, 2021

“通过编译器重新编译”这件事对于一些活跃的开发者可能还好，但整个生态都重新编译不是那么容易的。
那些开发者不再支持的软件，不用转义或者虚拟机就永远运行不了了。
如果软件依赖了其他的静态库，就要等待库的更新或者自己去编译，越底层越可能需要有改动。如果用了一些 ISA 特定的 trick，或者写了各种汇编，就要真的重新付出去开发，可能写汇编的人早就离职了干别的去了，没人会了。

Jooooooooo

Aug 28, 2021

像是完全没接触的人会说的

你要不搜下 fpga

agagega

Aug 28, 2021 via iPhone

这是不同层面的事情。

像从给 CPU 编程到给 GPU 编程，这个属于编程模型上的变化，代码可能需要大量的重写。

如果是换个指令集，比如从 x86 迁移到 ARM，理论上你的代码如果全都是标准的可移植的那种，那的确重新编译就可以了。但很多项目 (1) 假定了很多平台特性（比如 x86 和 ARM 的内存一致性模型不一样），或者用了平台相关的内联汇编 /Intrinsic (2) 用了上游的库，而上游又依赖着更上游的代码，那就得等到他们全都改好才行，目测到今天还没有适配 M1 的那些软件就属于这种情况。当然即使同样是 x86，也会有指令集的不同，比如一些 CPU 支持 AVX512 而另一些不支持，情况类似，但不需要像到 ARM 那么大的功夫。

如果是说 CPU 自己的微架构，这是 CPU 内部的事情，你不用重新编译。

msg7086

Aug 28, 2021

如果都是用比较高级的语言写的，重新编译下倒也不是大问题。

很多用汇编写的软件就跑不起来了，要重写指令集。最典型的就是很多运算密集型软件，比如 ffmpeg 全家桶，你只能放弃掉汇编的部分，纯靠编译器来优化，速度天差地别。

minikyu

Aug 28, 2021

最近在搞模型部署，用的芯片是 arm 的，之前测试用的是 x64 的，结果就是，虽然两者都是 linux 系统，但是很多东西都不通用，搞死我了😟

ilotuo

Aug 28, 2021

AI 芯片是属于 SIMT 架构吧. 和 pc 上的 cpu 不是一个东西

yolee599

Aug 28, 2021 via Android

一个 CPU 架构不会轻易出现，也不会轻易改变的。编译器的实现，烧录软件的实现，产品线（一个架构只有一款硬件，别人不敢用，用了容易被绑死），硬件烧录器，bsp 代码，社区，等，这些都需要考虑的。通常是在外设上添加功能模块，通过某种总线和 CPU 通信。AI 芯片也是在现有的 CPU 构架上添加 NPU 外设，通过某种方式和 CPU 通讯

beginor

Aug 28, 2021 via Android

我觉得高级语言影响不大，重新编译一下很多问题就解决了。

但是如果用到相对底层的汇编语言，基本上就要重写。

BiteTheDust

Aug 28, 2021

一些性能优化的代码是高度依赖底层硬件架构的。

js8510

Aug 28, 2021 via Android

对追求高性能的大型服务后台影响非常大。这些 binary 为了追求极致性能，常年反复压榨，往往把编译器能用的所有 option 已经调了一个遍，全都要重新做。另外部署的时候各种多线程的优化，kernel 层面的已有优化，甚至是代码风格的要求都会有变化。

aneostart173

Aug 28, 2021

@LeeReamond 每个 ISA 都有自己的 feature，内存一致性也有可能不一样。

youxiachai

Aug 28, 2021

新架构？？？那个是新的啊。。就算是 RiscV 理论也是 80 年代就有了。。

严格来说，目前在做的事情都是在完善上层应用。。谈不上什么新。。。

adoal

Aug 29, 2021

以前（大概在 2000 年）遇到过的一个实际例子，某个开源组件在 i386 的 Linux 上跑得好好的，到了 alpha 的 Linux 上就会频繁在 console 跳出错误，程序运行结果都是对的，就是性能不太行。
因为 i386 上 word/dword/qword 并不要求对齐到整个数据类型的边界；而 alpha 上要求对齐，否则会触发错误，然后操作系统捕获以后来根据指针位置拆开运算再合起来，这样性能损失会很大。

还有大家可能熟悉的近几年的例子，X86 和 ARM 的内存一致性模型不一样，习惯了 X86 的人写出来的程序在 ARM 上可能就会出问题。